摘 要:电能是现代能源中应用最广泛的二次能源,它的产生和变换比较经济,传输和分配比较容易,使用和控制比较方便。只有掌握了用电的基本规律,懂得了用电的基本常识,才能主动、有效地利用电能,避免发生触电事故和电气故障。从而让电网达到节能运营的目的。
　　关键词:电网;节能运营;节能;电力网
　　
　　电力是一种使用方便的优质二次能源,广泛应用于国计民生各个领域,当今世界能源的发展以电力为中心。根据有关资料的估算:从发电到供电,一直到用电的过程广义电力系统中的各种电气设备(包括发电机、变压器、电力线路、电动机等)全部的电能消耗约占发电量的28%-33%。以2008年我国发电量计算,我国发电量达34668.8亿千瓦时。对于全国来说一年就有9707.264亿kW·h～11440.704亿kW?h的电能损耗在运行的电气设备中,相当于10个中等用电省的用电量之和。这说明节电潜力非常之大。为保证国民经济高速稳定地发展,寻求一条不用物资投资,依靠高新技术就能节电的途径具有重大意义。电网经济运行就是不用物资投资取得明显节电效果的一项内涵节电技术。下面从电网 损耗及解决方法来讨论节能问题。
　　
　　一、电网的主要损耗
　　
　　电网的主要损耗包括变压器损耗和输电线路导线损耗。
　　 1、变压器损耗
　　一般来说,从发电、供电到用电,需要经过3～5次的变压过程,其自身会产生较大的有功功率损失和无功功率消耗。变压器损耗主要由铁损和铜损组成,变压器铁损与电网运行电压的平方成正比,由于系统运行电压基本保持稳定,因此铁损的变化很小,称为不变损耗,用△P0表示;变压器铜损和绕组中的电流平方成正比,与运行电压的平方成反比,因此称为可变损耗,用△PK表示。
　　 2、输电线路导线损耗
　　 由于输电线路导线电阻的存在,电力传输时会造成大量的电能损耗,远距离高压电力传输线路造成的电能损耗大约占所输送电能的5%～7%。输电线路导线的损耗和导线电流的平方成正比,与电网运行电压的平方成反比,因此输电线路导线的损耗也是可变损耗,用△PL表示。
　　 3、电网总损耗
　　电网的总损耗△P由变压器损耗与输电线路损耗所组成,即电网的总损耗为:P=(△P0+△PK)+△PL因此,电网的节能降损工作主要应该从变压器及输电线路的经济运行两方面去考虑。
　　
　　 二、减少电网损耗的方法有主要有以下几种
　　
　　 1、采用高压深入负荷中心的供电方式
　　 对于地方电力网,就是要把35千伏或110Kv的高压线路的终端深入到企业及城市负荷中心,以大量缩短10千伏配电线路的长度和减少线路损失。对于中等城市供电,由于生产的发展,人民生活水平的提高,原有的供电线路负荷增长很快,这就应该采用高压深入负荷中心供电,以降低能耗。如果城市缺少高压线路的空中走廊,则可考虑采用高压电缆,敷设于地下供电。对于车间变电所也同样应放在负荷集中的地方或者尽可能靠近用电负荷群的地方。如果一个企业有几个大的负荷集中点,就相应设几个总变电所;同样一个大的车间有几个负荷集中的地方,也相应设几个车间变电所。这种将l0千伏电压深入低压负荷中心,对于减少低压线路的电能损失和节约有色金属消耗量,具有不可忽视的重要意义。
　　对于企业用电量不大,或者负荷分散,相距较远,且无高压用电设备的工程。电源条件允许时,宜采用35/0.4千伏的直降系统深入负荷中心,经变电所直降为低压用电设备电压。这种高压深入负荷中心的直配方式,可以省掉一级中间变压,从而简化供配电系统,降低工程造价,并降低电能损耗,提高供电质量。
　　 2、合理调整电网运行电压
　　电力系统主要损耗由变压器损耗和输电线路导线损耗组成。由于变压器铁损△P0在电网运行电压提高、变压器分接头作相应调整后,可接近不变。而变压器铜损及线路损耗的和△PK+△PL与电网运行电压的平方成反比,因为这部分损耗在总网损中所占比重较大,所以当电压提高时,总的网损略有下降。当(可变损耗△PK+△PL占电网总损耗△P的比例大于50%时,适当提高电网运行电压可明显降低电网损耗。在实际电网运行中,由于变压器供电负荷较大,电网可变损耗所占比例一般大于50%,因此地调可以采用适当提高电网运行电压的方法来降低电网的电能损耗。
　　 3、改善供电电压水平
　　 提高电网运行的电压水平,是降低电力网电能损耗的措施之一。根据计算,若线路运行电压值提高5%,电能损耗可以降低9%,效果是显著的。所以在城乡电网改造中可实行电网升压改造,即利用原有线路的设备(条件允许时)将原有线路电压升高1～2级运行(如把3kV升到6kV或10kV),这样不仅可以避免拆除旧线路,节省大量资金,减少施工和停电时间,而且电网升压后,降损效果明显。如把6kV线路升到l0V运行,可降低功率损耗64%左右,同时线路输送参量大大增加。此外,实行电压改造还可以简化变压级数,使电网布局更加合理,从而使电网的损耗降到最低(根据统计,每经一次变压要消耗1～2%的无功,变压线数越多,损耗越大)。
　　 在电网运行时,线路和变压器等电气设备的绝缘所允许的最高工作电压一般不可超过额定电压的10%。因此,电网运行时,在不超过上述规定的条件下,应尽量提高电压运行水平,以降低电能损耗。例如10kV电压的线路,可以在11kV电压下运行。5kV电压的线路可以在38.kV下运行等等。现这一目的,可以采用无功补偿或在变电站调节变压器分接头等手段。
　　4、提高功率因数
　　从前面的公式可知,线损与电力用户的功率因数的平方成反比,故提高功率因数也是降损的有效措施。这可从两方面着手:第一,自然提高:合理选用用电设备的容量,减少用户的无功功率损耗。正确选用异步电动机和变压器的容量,提高它们的受载系数,避免“大马拉小车”现象;限制变压器和电动机的空载和轻载运行时间,当它们不用时应拉闸利用同步电动机代替异步电动机运行, 减少系统无功损耗。因为异步电动机是许多工厂中的主要动力负载,异步电动机满载时的功率因数可达0.8,空载时却只有0.2～0.3。因此,合理选择异步电动机的功率,避免轻载或空载,电路的功率因数自然得以提高。第二,装设并联补偿电容器,减少电网无功输送量:在用户或靠近用户的变电所装设并联电容器,就地平衡无功功率,限制无功功率往电网中传送,这样可减少电网的无功损耗,同时还可提高有功功率的输送量。
　　5、采用高压直流输电线路高压直流技术非常适合高效传输偏远地区生产的水电等可再生电力。
　　与传统的交流输电系统相比,高压直流技术不仅可以提高输电效率,减少远距离传输过程中的电力损耗,还可以保持电力供应的稳定性,同时占地面积更少。作为远距离电力传输的理想技术,高压直流技术可以将偏远地区的电能顺利输送到用电负荷的中心区域。
　　6、调整负荷,削峰填谷
　　在了解供电系统的电能供应情况和各种电能用户不同的用电规律的基础上,有计划地、合理地安排和组织各类用户的用电时间。如将大容量的用电设备改在低谷时间用电,以躲过用电的负荷高峰期,或合理安排企业的上下班时闻,使各用电单位的负荷高峰分散。通过这种方法来降低负荷高峰,填补负荷低谷,使负荷曲线平直,进而达到降低电能损耗的目的。
　　7、提高现有线路的输电容量,可以提高电压等级,增加导线截面积及每相的分裂导线数,或采用耐高温线材。3、最近耐高温线材技术的进步,为减轻中短距离输电线的热稳定极限的限制提供了一条有效途径。采用耐高温线材的输电线传输的电流是普通线材输电线(例如铝包钢增强型导线)的2到3倍,而它的截面直径与普通导线相同,不会增加杆塔等支撑结构的负担。在许多情况下,由于电压约束、稳定性约束和系统运行约束的限制,输电线路的运行容量远低于线路的热稳定极限。许多技术即针对如何提高输电容量的利用程度而被发明出来。例如,当发生“并联支路潮流”或“环路潮流”问题时,调相器常被用来消除支路的热稳定限制。串联电容补偿是另一种远距离高压交流输电线路常用的提高输电容量的方法。现在人们利用大功率电力电子技术开发了一系列设备,统称为柔性交流输电设备,它可以使人们更好地利用输电线、电缆和变压器等相关设备的容量。据估计,柔性交流输电设备的推广应用,可以将现在受电压约束和稳定约束限制的线路的最大输电容量提高20%～40%。
　　8、合理进行无功补偿,提高电网的功率因数
　　9、提高电器设备的利用率,采用节能环保型用电设备。这样即节约了电能,又保护了环境。
　　总之,降低电能损耗是一个内容丰富,涉及面广的工作,具有很强的技术性、经济性。既要从微观抓好各个环节具体的降损措施,又要从宏观上加强管理:从上到下建立起有技术负责人参加的能耗管理队伍,定期进行能耗分析,及时制定降损措施实施计划;搞好能耗理论计算工作,推广理论线损在线测量,及时掌握网损分布和薄弱环节;制定切实可行的网损率计划指标,实行逐级承包考核,并与经济利益挂钩;搞好电网规划设计和电网改造工作,使网络布局趋于合理,运行处于经济状态;加强计量管理,落实有关规程。强调提高能源效率,强化公众节能意识,建设节能型社会,这对节能降耗工作将起到了推动作用
　　
　　参考文献:
　　[1]唐介《电工学》(少学时)高等教育出版.
　　[2]赵玉林《高压电技术》中国电力出版社.
　　[3]张南《电工学》高等教育出版社.